Estimate of the climate impact of cryoplanes
The climate impact of cryoplanes (i.e. hydrogen-powered aircraft) is estimated in terms of radiative forcing (RF). We compare two scenarios: the conventional (i.e. kerosene-powered aircraft) scenario assumes a growth of the fleet until 2015 and a constant fleet thereafter. In the cryoplane scenario,...
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| Veröffentlicht in: | Aerospace science and technology 2001, Vol.5 (1), p.73-84 |
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| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | eng |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Volltext |
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|---|---|
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| container_start_page | 73 |
| container_title | Aerospace science and technology |
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| creator | Marquart, Susanne Sausen, Robert Ponater, Michael Grewe, Volker |
| description | The climate impact of cryoplanes (i.e. hydrogen-powered aircraft) is estimated in terms of radiative forcing (RF). We compare two scenarios: the conventional (i.e. kerosene-powered aircraft) scenario assumes a growth of the fleet until 2015 and a constant fleet thereafter. In the cryoplane scenario, the whole conventional fleet is instantaneously replaced by cryoplanes in 2015 and does not change thereafter. The resulting direct and indirect effects of aircraft emissions of H
2O (direct RF and RF due to contrails) and NO
x (RF due to O
3 production and CH
4 destruction), as well as aviation-induced atmospheric CO
2 are investigated for both scenarios.
Whereas in case of conventional air traffic the components CO
2, O
3, CH
4 and contrails cause a similar RF, in case of cryoplanes, contrails are by far the most climatic relevant component. In 2015, total RF due to the cyoplane scenario is larger than total RF due to the conventional scenario. This changes with time and in 2100 the climate impact due to the cryoplane scenario is smaller. Due to large uncertainties regarding the optical properties of cryoplane contrails, the RF of contrails, and the impact of aviation on `natural' cirrus, our present knowledge is not sufficient to decide whether a substitution of the conventional fleet by a fleet of cryoplanes is of environmental benefit. Further research is necessary in order to faciliate a more precise approach to this question.
Eine Abschätzung der Klimawirkung von wasserstoffgetriebenen Flugzeugen. Die Klimawirkung von Flugzeugen mit Wasserstoffantrieb (Cryoplanes) wird mit Hilfe des Konzepts des Strahlungsantriebs (engl. radiative forcing) abgeschätzt. Es werden zwei Szenarien verglichen: Das konventionelle Szenario, in dem die zugrunde gelegte Luftverkehrsflotte mit Kerosin angetrieben wird, geht von einem Anwachsen des Luftverkehrsaufkommens bis 2015 und einer Stagnation nach diesem Zeitpunkt aus. Im Cryoplane-Szenario wird angenommen, daß die konventionelle Flotte im Jahr 2015 instantan durch eine Flotte von wasserstoffgetriebenen Flugzeugen ersetzt wird, die ihre Größe nach diesem Zeitpunkt nicht verändert. Die resultierenden direkten und indirekten Effekte der Flugzeugemissionen von H
2O (direkter Strahlungsantrieb und indirekter Strahlungsantrieb durch Kondensstreifenbildung) und NO
x (Strahlungsantrieb durch O
3–Bildung und CH
4–Zerstörung), sowie die zeitliche Veränderung des flugverkehrsbedingten CO
2–Strahlungsantriebs werden für beide Szenarie |
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2O (direct RF and RF due to contrails) and NO
x (RF due to O
3 production and CH
4 destruction), as well as aviation-induced atmospheric CO
2 are investigated for both scenarios.
Whereas in case of conventional air traffic the components CO
2, O
3, CH
4 and contrails cause a similar RF, in case of cryoplanes, contrails are by far the most climatic relevant component. In 2015, total RF due to the cyoplane scenario is larger than total RF due to the conventional scenario. This changes with time and in 2100 the climate impact due to the cryoplane scenario is smaller. Due to large uncertainties regarding the optical properties of cryoplane contrails, the RF of contrails, and the impact of aviation on `natural' cirrus, our present knowledge is not sufficient to decide whether a substitution of the conventional fleet by a fleet of cryoplanes is of environmental benefit. Further research is necessary in order to faciliate a more precise approach to this question.
Eine Abschätzung der Klimawirkung von wasserstoffgetriebenen Flugzeugen. Die Klimawirkung von Flugzeugen mit Wasserstoffantrieb (Cryoplanes) wird mit Hilfe des Konzepts des Strahlungsantriebs (engl. radiative forcing) abgeschätzt. Es werden zwei Szenarien verglichen: Das konventionelle Szenario, in dem die zugrunde gelegte Luftverkehrsflotte mit Kerosin angetrieben wird, geht von einem Anwachsen des Luftverkehrsaufkommens bis 2015 und einer Stagnation nach diesem Zeitpunkt aus. Im Cryoplane-Szenario wird angenommen, daß die konventionelle Flotte im Jahr 2015 instantan durch eine Flotte von wasserstoffgetriebenen Flugzeugen ersetzt wird, die ihre Größe nach diesem Zeitpunkt nicht verändert. Die resultierenden direkten und indirekten Effekte der Flugzeugemissionen von H
2O (direkter Strahlungsantrieb und indirekter Strahlungsantrieb durch Kondensstreifenbildung) und NO
x (Strahlungsantrieb durch O
3–Bildung und CH
4–Zerstörung), sowie die zeitliche Veränderung des flugverkehrsbedingten CO
2–Strahlungsantriebs werden für beide Szenarien untersucht.
Während im Falle des konventionellen Luftverkehrs der jeweilige Strahlungsantrieb aufgrund von CO
2, O
3, CH
4 und Kondensstreifen von ähnlicher Größe ist, erweisen sich im Falle von Cryoplanes die Kondensstreifen als die bedeutendste klimarelevante Komponente. Im Jahr 2015 ergibt sich für das Cryoplane-Szenario ein größerer totaler Strahlungsantrieb als für das konventionelle Szenario. Die Situation jedoch verändert sich im Laufe der Zeit, und im Jahr 2100 ist die Klimawirkung für das Cryoplane-Szenario geringer. Aufgrund großer Unsicherheiten bezüglich der optischen Eigenschaften der Kondensstreifen von Cryoplanes, des Strahlungsantriebs von Kondensstreifen im Allgemeinen und der Auswirkung des Luftverkehrs auf die natürliche” Zirrusbewölkung, reicht der derzeitige Wissensstand nicht aus, um zu beurteilen, ob eine Substitution der konventionellen Luftverkehrsflotte durch eine Flotte von Cryoplanes aus Gründen des Umweltschutzes sinnvoll ist. Weitere Forschung ist nötig, um eine präzisere Abschätzung zu ermöglichen.</description><identifier>ISSN: 1270-9638</identifier><identifier>EISSN: 1626-3219</identifier><identifier>DOI: 10.1016/S1270-9638(00)01084-1</identifier><language>eng</language><publisher>Paris: Elsevier SAS</publisher><subject>aircraft ; climate impact ; cryoplane ; Earth, ocean, space ; Exact sciences and technology ; External geophysics ; Flugverkehr ; hydrogen ; Klimawirkung ; Meteorology ; Other topics in atmospheric geophysics ; radiative forcing ; Strahlungsantrieb ; Wasserstoff</subject><ispartof>Aerospace science and technology, 2001, Vol.5 (1), p.73-84</ispartof><rights>2001 Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS</rights><rights>2001 INIST-CNRS</rights><lds50>peer_reviewed</lds50><woscitedreferencessubscribed>false</woscitedreferencessubscribed><citedby>FETCH-LOGICAL-c366t-d67d17b0b4226069bf33c2de5406dc2997d4f4c41aad93808f65e23ac54416ff3</citedby></display><links><openurl>$$Topenurl_article</openurl><openurlfulltext>$$Topenurlfull_article</openurlfulltext><thumbnail>$$Tsyndetics_thumb_exl</thumbnail><linktohtml>$$Uhttps://dx.doi.org/10.1016/S1270-9638(00)01084-1$$EHTML$$P50$$Gelsevier$$H</linktohtml><link.rule.ids>314,780,784,3549,4023,27922,27923,27924,45994</link.rule.ids><backlink>$$Uhttp://pascal-francis.inist.fr/vibad/index.php?action=getRecordDetail&idt=878916$$DView record in Pascal Francis$$Hfree_for_read</backlink></links><search><creatorcontrib>Marquart, Susanne</creatorcontrib><creatorcontrib>Sausen, Robert</creatorcontrib><creatorcontrib>Ponater, Michael</creatorcontrib><creatorcontrib>Grewe, Volker</creatorcontrib><title>Estimate of the climate impact of cryoplanes</title><title>Aerospace science and technology</title><description>The climate impact of cryoplanes (i.e. hydrogen-powered aircraft) is estimated in terms of radiative forcing (RF). We compare two scenarios: the conventional (i.e. kerosene-powered aircraft) scenario assumes a growth of the fleet until 2015 and a constant fleet thereafter. In the cryoplane scenario, the whole conventional fleet is instantaneously replaced by cryoplanes in 2015 and does not change thereafter. The resulting direct and indirect effects of aircraft emissions of H
2O (direct RF and RF due to contrails) and NO
x (RF due to O
3 production and CH
4 destruction), as well as aviation-induced atmospheric CO
2 are investigated for both scenarios.
Whereas in case of conventional air traffic the components CO
2, O
3, CH
4 and contrails cause a similar RF, in case of cryoplanes, contrails are by far the most climatic relevant component. In 2015, total RF due to the cyoplane scenario is larger than total RF due to the conventional scenario. This changes with time and in 2100 the climate impact due to the cryoplane scenario is smaller. Due to large uncertainties regarding the optical properties of cryoplane contrails, the RF of contrails, and the impact of aviation on `natural' cirrus, our present knowledge is not sufficient to decide whether a substitution of the conventional fleet by a fleet of cryoplanes is of environmental benefit. Further research is necessary in order to faciliate a more precise approach to this question.
Eine Abschätzung der Klimawirkung von wasserstoffgetriebenen Flugzeugen. Die Klimawirkung von Flugzeugen mit Wasserstoffantrieb (Cryoplanes) wird mit Hilfe des Konzepts des Strahlungsantriebs (engl. radiative forcing) abgeschätzt. Es werden zwei Szenarien verglichen: Das konventionelle Szenario, in dem die zugrunde gelegte Luftverkehrsflotte mit Kerosin angetrieben wird, geht von einem Anwachsen des Luftverkehrsaufkommens bis 2015 und einer Stagnation nach diesem Zeitpunkt aus. Im Cryoplane-Szenario wird angenommen, daß die konventionelle Flotte im Jahr 2015 instantan durch eine Flotte von wasserstoffgetriebenen Flugzeugen ersetzt wird, die ihre Größe nach diesem Zeitpunkt nicht verändert. Die resultierenden direkten und indirekten Effekte der Flugzeugemissionen von H
2O (direkter Strahlungsantrieb und indirekter Strahlungsantrieb durch Kondensstreifenbildung) und NO
x (Strahlungsantrieb durch O
3–Bildung und CH
4–Zerstörung), sowie die zeitliche Veränderung des flugverkehrsbedingten CO
2–Strahlungsantriebs werden für beide Szenarien untersucht.
Während im Falle des konventionellen Luftverkehrs der jeweilige Strahlungsantrieb aufgrund von CO
2, O
3, CH
4 und Kondensstreifen von ähnlicher Größe ist, erweisen sich im Falle von Cryoplanes die Kondensstreifen als die bedeutendste klimarelevante Komponente. Im Jahr 2015 ergibt sich für das Cryoplane-Szenario ein größerer totaler Strahlungsantrieb als für das konventionelle Szenario. Die Situation jedoch verändert sich im Laufe der Zeit, und im Jahr 2100 ist die Klimawirkung für das Cryoplane-Szenario geringer. Aufgrund großer Unsicherheiten bezüglich der optischen Eigenschaften der Kondensstreifen von Cryoplanes, des Strahlungsantriebs von Kondensstreifen im Allgemeinen und der Auswirkung des Luftverkehrs auf die natürliche” Zirrusbewölkung, reicht der derzeitige Wissensstand nicht aus, um zu beurteilen, ob eine Substitution der konventionellen Luftverkehrsflotte durch eine Flotte von Cryoplanes aus Gründen des Umweltschutzes sinnvoll ist. Weitere Forschung ist nötig, um eine präzisere Abschätzung zu ermöglichen.</description><subject>aircraft</subject><subject>climate impact</subject><subject>cryoplane</subject><subject>Earth, ocean, space</subject><subject>Exact sciences and technology</subject><subject>External geophysics</subject><subject>Flugverkehr</subject><subject>hydrogen</subject><subject>Klimawirkung</subject><subject>Meteorology</subject><subject>Other topics in atmospheric geophysics</subject><subject>radiative forcing</subject><subject>Strahlungsantrieb</subject><subject>Wasserstoff</subject><issn>1270-9638</issn><issn>1626-3219</issn><fulltext>true</fulltext><rsrctype>article</rsrctype><creationdate>2001</creationdate><recordtype>article</recordtype><recordid>eNqFkNtKAzEQhoMoWKuPIBQEUXB1ctjs5kpKqQcoeKFeh3SSYGTbXZOt0Ld3t1u99WoOfDP_zE_IOYVbClTevVJWQKYkL68AroFCKTJ6QEZUMplxRtVhl_8ix-QkpU8AYEqwEbmZpzasTOsmtZ-0H26C1VCGVWOw7bsYt3VTmbVLp-TImyq5s30ck_eH-dvsKVu8PD7PposMuZRtZmVhabGEpWBMglRLzzky63IB0iJTqrDCCxTUGKt4CaWXuWPcYC4Eld7zMbkc9jax_tq41OpVSOiq_oh6kzSTqmSMiw7MBxBjnVJ0XjexOz9uNQXde6N33uj-cQ2gd95o2s1d7AVMQlP5aNYY0t9wWZSKyo66HyjX_fodXNQJg1ujsyE6bLWtwz86P8vZdls</recordid><startdate>2001</startdate><enddate>2001</enddate><creator>Marquart, Susanne</creator><creator>Sausen, Robert</creator><creator>Ponater, Michael</creator><creator>Grewe, Volker</creator><general>Elsevier SAS</general><general>Elsevier</general><scope>IQODW</scope><scope>AAYXX</scope><scope>CITATION</scope><scope>8FD</scope><scope>H8D</scope><scope>L7M</scope></search><sort><creationdate>2001</creationdate><title>Estimate of the climate impact of cryoplanes</title><author>Marquart, Susanne ; Sausen, Robert ; Ponater, Michael ; Grewe, Volker</author></sort><facets><frbrtype>5</frbrtype><frbrgroupid>cdi_FETCH-LOGICAL-c366t-d67d17b0b4226069bf33c2de5406dc2997d4f4c41aad93808f65e23ac54416ff3</frbrgroupid><rsrctype>articles</rsrctype><prefilter>articles</prefilter><language>eng</language><creationdate>2001</creationdate><topic>aircraft</topic><topic>climate impact</topic><topic>cryoplane</topic><topic>Earth, ocean, space</topic><topic>Exact sciences and technology</topic><topic>External geophysics</topic><topic>Flugverkehr</topic><topic>hydrogen</topic><topic>Klimawirkung</topic><topic>Meteorology</topic><topic>Other topics in atmospheric geophysics</topic><topic>radiative forcing</topic><topic>Strahlungsantrieb</topic><topic>Wasserstoff</topic><toplevel>peer_reviewed</toplevel><toplevel>online_resources</toplevel><creatorcontrib>Marquart, Susanne</creatorcontrib><creatorcontrib>Sausen, Robert</creatorcontrib><creatorcontrib>Ponater, Michael</creatorcontrib><creatorcontrib>Grewe, Volker</creatorcontrib><collection>Pascal-Francis</collection><collection>CrossRef</collection><collection>Technology Research Database</collection><collection>Aerospace Database</collection><collection>Advanced Technologies Database with Aerospace</collection><jtitle>Aerospace science and technology</jtitle></facets><delivery><delcategory>Remote Search Resource</delcategory><fulltext>fulltext</fulltext></delivery><addata><au>Marquart, Susanne</au><au>Sausen, Robert</au><au>Ponater, Michael</au><au>Grewe, Volker</au><format>journal</format><genre>article</genre><ristype>JOUR</ristype><atitle>Estimate of the climate impact of cryoplanes</atitle><jtitle>Aerospace science and technology</jtitle><date>2001</date><risdate>2001</risdate><volume>5</volume><issue>1</issue><spage>73</spage><epage>84</epage><pages>73-84</pages><issn>1270-9638</issn><eissn>1626-3219</eissn><abstract>The climate impact of cryoplanes (i.e. hydrogen-powered aircraft) is estimated in terms of radiative forcing (RF). We compare two scenarios: the conventional (i.e. kerosene-powered aircraft) scenario assumes a growth of the fleet until 2015 and a constant fleet thereafter. In the cryoplane scenario, the whole conventional fleet is instantaneously replaced by cryoplanes in 2015 and does not change thereafter. The resulting direct and indirect effects of aircraft emissions of H
2O (direct RF and RF due to contrails) and NO
x (RF due to O
3 production and CH
4 destruction), as well as aviation-induced atmospheric CO
2 are investigated for both scenarios.
Whereas in case of conventional air traffic the components CO
2, O
3, CH
4 and contrails cause a similar RF, in case of cryoplanes, contrails are by far the most climatic relevant component. In 2015, total RF due to the cyoplane scenario is larger than total RF due to the conventional scenario. This changes with time and in 2100 the climate impact due to the cryoplane scenario is smaller. Due to large uncertainties regarding the optical properties of cryoplane contrails, the RF of contrails, and the impact of aviation on `natural' cirrus, our present knowledge is not sufficient to decide whether a substitution of the conventional fleet by a fleet of cryoplanes is of environmental benefit. Further research is necessary in order to faciliate a more precise approach to this question.
Eine Abschätzung der Klimawirkung von wasserstoffgetriebenen Flugzeugen. Die Klimawirkung von Flugzeugen mit Wasserstoffantrieb (Cryoplanes) wird mit Hilfe des Konzepts des Strahlungsantriebs (engl. radiative forcing) abgeschätzt. Es werden zwei Szenarien verglichen: Das konventionelle Szenario, in dem die zugrunde gelegte Luftverkehrsflotte mit Kerosin angetrieben wird, geht von einem Anwachsen des Luftverkehrsaufkommens bis 2015 und einer Stagnation nach diesem Zeitpunkt aus. Im Cryoplane-Szenario wird angenommen, daß die konventionelle Flotte im Jahr 2015 instantan durch eine Flotte von wasserstoffgetriebenen Flugzeugen ersetzt wird, die ihre Größe nach diesem Zeitpunkt nicht verändert. Die resultierenden direkten und indirekten Effekte der Flugzeugemissionen von H
2O (direkter Strahlungsantrieb und indirekter Strahlungsantrieb durch Kondensstreifenbildung) und NO
x (Strahlungsantrieb durch O
3–Bildung und CH
4–Zerstörung), sowie die zeitliche Veränderung des flugverkehrsbedingten CO
2–Strahlungsantriebs werden für beide Szenarien untersucht.
Während im Falle des konventionellen Luftverkehrs der jeweilige Strahlungsantrieb aufgrund von CO
2, O
3, CH
4 und Kondensstreifen von ähnlicher Größe ist, erweisen sich im Falle von Cryoplanes die Kondensstreifen als die bedeutendste klimarelevante Komponente. Im Jahr 2015 ergibt sich für das Cryoplane-Szenario ein größerer totaler Strahlungsantrieb als für das konventionelle Szenario. Die Situation jedoch verändert sich im Laufe der Zeit, und im Jahr 2100 ist die Klimawirkung für das Cryoplane-Szenario geringer. Aufgrund großer Unsicherheiten bezüglich der optischen Eigenschaften der Kondensstreifen von Cryoplanes, des Strahlungsantriebs von Kondensstreifen im Allgemeinen und der Auswirkung des Luftverkehrs auf die natürliche” Zirrusbewölkung, reicht der derzeitige Wissensstand nicht aus, um zu beurteilen, ob eine Substitution der konventionellen Luftverkehrsflotte durch eine Flotte von Cryoplanes aus Gründen des Umweltschutzes sinnvoll ist. Weitere Forschung ist nötig, um eine präzisere Abschätzung zu ermöglichen.</abstract><cop>Paris</cop><pub>Elsevier SAS</pub><doi>10.1016/S1270-9638(00)01084-1</doi><tpages>12</tpages></addata></record> |
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| identifier | ISSN: 1270-9638 |
| ispartof | Aerospace science and technology, 2001, Vol.5 (1), p.73-84 |
| issn | 1270-9638 1626-3219 |
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| source | ScienceDirect Journals (5 years ago - present) |
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